设备安装

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卷　总第73期润滑油与燃料　　　　　　　　　与运行　　　　　　　　　　

Lubes&Fuels2005年　　第3期Operati液压伺服系统在汽轮机中的应用

宋亚斌,刘焕东

(,)

　　摘　要　,针对液压伺服系统在汽轮机中的应用,,来调节气压机的转速。

　汽轮机　PLC

　300　

万t/a重催装置到目前为止是兰州石化公司建造的最大的1套催化裂化装置。它将

(FRE)及总线(BUS)组成。此系统采用冗余结

构,分别嵌于主机架和辅机架上,总体连接图如图1所示。

重油进行催化裂化,分解成轻质产品及其它副产品。富气压缩机是这套装置的重要设备,它的主要作用是将分馏塔来的富气进行压缩,升压到工艺要求的指标后,将富气中碳含量低的气体及凝缩油分离出来,送到吸收稳定装置,产生液化气、干气、稳定汽油等产品。

气压机主要由蒸汽透平机和离心式压缩机组成。其中蒸汽透平机是引进德国西门子公司的背压式汽轮机,离心式压缩机由美国德勒塞兰公司提供。压缩机采用两级压缩,气体逐级压缩后,压力得到提高。气压机的控制系统由Dresser-Rand公司设计,该系统采用了GE公司90-70系

列的PLC(可编程控制器)。其中汽轮机的调节控制由西门子公司提供。　　①1　控制系统的构成

GE公司的控制系统

[1]

图1　机架连接图

　　由图1可见,2个相互冗余的机架之间通过GBC卡件进行数据交换,每个机架分别通过2块

主要由硬件系统和软

通讯卡与I/O模件进行通讯,I/O模件之间是串行通讯。用于防喘振控制的模拟量信号分别进入冗余机架的模拟量输入卡,保证了喘振控制的延续性。COMMUNICATION通讯卡采用双冗余结构,与DCS进行数据通讯。ETHERNET通讯卡连接交换机(ESW-401)与上位机连接,提供人机

①作者简介:宋亚斌,女,助理工程师,2002年毕业于甘肃工业大

件系统构成,硬件和软件相辅相承,使控制系统具有很高的可靠性。1.1　控制系统的硬件构成

硬件主要由操作站、控制站和现场仪表构成。操作站是1台IBM计算机。控制站由电源

(POWER)、主处理器(CPU)、通讯卡(ETHER2NET、COMM

)、输入/输出模块(I/O)、频率接收卡36

学工业自动化专业。现从事仪表维修工作。

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与运行

Operati

on

界面的数据显示和工艺控制的传输。1.2　控制系统的软件构成

合件中的回油线,控制油进入速关组合件,建立启动油和速关油,从而控制速关阀。速关阀上的行

程开关是位置传感器,检测速关阀的位置是开启还是关闭。　　速关阀位于汽缸前部,内部装有可拆卸的蒸汽滤网,可清洁蒸汽,防止蒸汽中的杂质损坏叶片。调节汽阀是用来调节进气量,进气量决定着汽轮机的转速和输出功率。

。控制油从油站出,(。先通过,开关油通过单向导(1839),扳动启动手阀建立启动油,启动油经过接口(F1)通过油线到速关阀活塞的前油缸,使活塞克服弹簧力,并压向活塞盘。松开启动手阀,此时控制油线的油压升高,单向导通阀关闭,压力控制阀(2014)受压导通,控制油通过阀(2014)建立起速关油,速关油压力将活塞盘推到试验活塞的终点位置,则速关阀开启

。

软件主要由GE提供的PLC应用软件(LM90-70)、通讯软件(HOSTCOMMUNICATION)及Dresser-Rand提供的OIW人机操作界面软件构

成。LM90-70软件运行在DOS的操作环境下,用于下位机控制程序的编制以及与下位机的通讯。上位机应用软件通过HOSTCOMMUNICA2TION与PLC进行通讯,并为OIW人机界面提供

数据。OIW软件包括通讯驱动程序(ComTask)、历史趋势、数据库及Designminiccreationprogram等组成。测、控制、1.3　1)电源模块模块、通讯模块、频率接收

模块及总线采用冗余控制。

2)输入/输出模块是可编程的智能型模块,可以用手操器进行编程组态。

3)数字模块具有双重功用,既可以组态为输入模块,也可以组态为输出模块。

4)I/O模块可以被强制,避免正常维护中的工作干扰被控过程。2　汽轮机的液压调节系统

这套汽轮机采用电液调节系统

[2]

。它是将

电信号转换成液压信号后,由液压执行机构调节汽门的开度。液压伺服系统包括汽轮机的供油系统和液压执行机构两部分。供油系统除了给轴承润滑和冷却以外,还需供给压力较高的控制油来保证调节系统和保护装置的正常动作。液压执行机构由速关组合件、油动机、电/液转换器及位置传感器等组成。其作用是控制3个速关阀和2个汽门。速关阀是汽轮机运转的先决条件。只有速关阀全开时,汽轮机才允许被冲转。当发生紧急问题或气压机需要紧急停车时,可以立即关闭速关阀,以达到紧急停车保护机组的目的。转速主要是通过调节汽门的开度,控制蒸汽量的大小来调节的。2.1　速关阀的控制

汽轮机启动是指开启速关阀,速关阀的油路控制如图2所示。启动系统是由速关组合件中的电磁阀(2225,2226)和速关阀(2300)组成。电磁阀用于开启速关阀,即电磁阀带电,关闭速关组

[3]

图2　速关阀油路控制图

2.2　汽门的控制

调速器根据实际工况的要求送出控制信号,电/液转换器将4～20mA的电信号转换成液压信号,通过油动机调节控制油控制汽门的开度,即可调节速度的大小。

下面将结合油路控制图3来分析汽门的调节:

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与运行

Operati3　汽轮机的保护装置

汽轮机是高速旋转的机械,为保证安全,除要求调节系统动作可靠外,还应装设各种保护装置。常见的保护装置有超速保护、轴向位移保护、径向振动保护、低油压等。当调节系统失灵时,汽轮机转速迅速升高或各部件的测量值达到不允许的数值时,系统会自启动保护装置,即关闭速关阀和调节汽门,迅速切断进入汽轮机的蒸汽,强迫停机。

图3　汽门控制图

关闭速关阀的方法有2(2226)失电;二是,此时弹簧力大于活塞,速关阀迅速关闭。4　结束语

汽门(0800)是由油动机控制的主要由错油门、连接体控制油通过电/()压,,控制作为动力的控制油进入活塞的上腔或下腔,即控制油缸活塞的行程,再通过杠杆系统调节汽阀的开度。

这套系统只有一个电/液转换器(1680),但是需要控制2个汽门,所以二次油压采用分程控制。1680的电信号4～20mA对应的液动范围是1.5～5bar。主汽门的调节范围是1.5～3.6bar,辅汽门的调节范围是3.

2～5bar,当

气压机自2003年6月底开车以来,运行比较稳定,液压伺服系统的功能都基本能够实现。平时汽轮机在升速或降速的过程中,液压执行机构能够准确控制各阀的动作。

参考文献

[1]《PLCEMBEDDEDSTEAMTURBINEANDEXTRACTION

CONTROLS.DRESSER—RAND,2002-4:P8921[2]《技术数据》.杭州汽轮机股份有限公司,2002:91

[3]《TurbineControlandTripConcept》.SIEMENSAG,2002:10021

油压达到3.2bar,主汽门还没有全开的时候,辅汽门打开。

(上接第8页)4　结论

　　3)输入过程的原材料、半成品、成品是否合格;

4)过程所使用的作业文件是否有效,规定是

只要把握了以上原则和方法,施工企业的特殊过程的控制应该是不难进行的。企业实施ISO9000质量管理体系,本着领导重视、全员参与的原则,应该对这类过程完善经济考核责任制,制定过程质量目标,实行“质量公示制”,严格奖惩,将个人绩效与工资奖金挂钩,做到“有奖有罚、奖罚得当”。更重要的是要加强停点检查、重点监控、事先预防,运用统计技术和工具对特殊过程的工艺参数进行检测,对检测的数据进行统计分析,根据分析的结果采取相应的措施,以确保过程的加工能力,防止出现异常现象,才能减少或杜绝质量问题,最终达到提高产品质量的目的。

否充分,并具有可操作性;

5)作业环境是否符合过程要求。如温度、湿度、风速、洁净度等等,这对那些环境对过程产品有重要影响的特殊过程,如焊接、混凝土浇注等尤其重要;

6)过程产品检验和验证时取样的方法和条件是否规定并具备。过程作业参数监控以及过程产品检验和验证用的测量装置是否在有效状态。

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